[컴퓨터 네트워크] - Access Networks & Physical Media

1. 네트워크 엣지(Network Edge)

- 네트워크 엣지와 router의 연결 방식(Access Networks)

 지난 글에서 Internet의 구성요소를 살펴보며 network edge와 router를 봤을 것이다. 그런데 network 엣지들과, 즉 host(client 및 server)와 router는 어떻게 연결해서 Internet(=network of networks)을 구성할까? 다음 세 가지 를 알아보자.

• residential access nets
• institutional access netwokrs(school, company)
• mobile access networks(WIFI, 4G/5G)

 위에서 부터 차례대로 알아보자.

- Residential Access Networks(집 네트워크)

 집 네트워크는 위 그림을 보면 home network에 해당한다. 아래 그림을 통해 어떻게 구성되어 있는지 조금 더 자세히 알아보자.

home network_1

그림을 보면, 흔히 집에서 보이는 컴퓨터, 노트북, 냉장고 등이 있고 가운데에 router같이 생긴 친구가 있는게 눈에 띈다. 왜 router 같이 생긴 친구라 했을까? 아래 router의 실제 모습을 확인해보자.

 혹시 친구 집이나, 본인 집에 위 사진과 같은 친구들이 실제로 본 적이 있을까? 물론 집에 있을 수도 있다고 생각하지만 대부분은 공유기랑 착각을 한 것이다. 라우터는 가격이 비쌀 뿐 아니라 home network_1과 같이 to/from headend or central office의 오른쪽에 위치한다. 즉, 집에 위치하지 않고 통신사의 router와 연결되는 것이다. 

 

 그럼 왜 라우터처럼 표기했을까? 실제로 라우터는 아니지만 집 내부에서 라우터 역할을 하기 때문이다. 컴퓨터, 노트북, 티비, 냉장고와 같은 집안의 컴퓨팅 가구들과, 왼쪽의 기가 지니와 같은 single 박스, 밑의 컴퓨터와 UTP 케이블로 연결돼 있고, 오른쪽의 모뎀을 통해 통신사의 기지(라우터)와 연결돼 있다. 

 

 

-Institutional Access Networks(학교 및 회사 네트워크)

 이젠 학교나 기업에서 사용하는 네트워크에 대해서 알아보자. 먼저 아래 그림을 살펴보자

 수업 도중에는 학교 기준으로 얘기를 했는데, 학교나 기업에는 실제로 네트워크 내에 라우터가 존재한다고 했다. 위에 그림을 보면 알 수 있듯이, 라우터는 1개 존재하고, Ethernet switch가 실제 end systems와 연결돼 있는 것을 알 수 있다. Ethernet switch는 유선 또는 wifi같이 무선 모뎀과 연결돼 있고 네트워크를 구축한다. 그리고 하나로 switch들이 하나로 모인 라우터는 ISP와 연결된다.

 

-Mobile Access Networks(모바일 기기 네트워크)

 마지막으로 살펴볼 네트워크는 모바일 기기 네트워크이다. 우리가 흔히 사용하는 모바일 기기 네트워크는 와이파이를 이용하거나 cellular data(4G or 5G)를 이용해 인터넷에 연결한다. 

• Wireless Local Area Networks(WLANs) - 전형적으로 사용하는 WiFi(AP(access point)를 이용해 인터넷 사용)
• Wide-area Cellular Access Networks - 4G나 5G(기지국 이용해 인터넷 사용 - 넓은 범위로 사용가능)

+) 추가적으로 살펴볼 Access Networks

 추가적으로 살펴볼 Access Networks에는 Data Center Networks가 있다. 이 Data center Networks는 수천개의 서버가 밀집해 있는 networks라고 하면 된다. 우리나라에 대표적으로는 네이버가 춘천과 세종에 이 데이터 센터가 있다고 한다.

 

2. Physical Media

 이제 physical media에 대해서 알아볼 차례이다. Physical media는 Link라고 생각하면 되는데 실제로 우리가 생각하는 유/무선이다. 이 선은 hosts와 access netowrks를 연결하는 물리적 장치라고 정의할 수 있다. 유/무선의 종류를 알아보기 전에 간단한 용어정리를 해보자.

• bit : 데이터의 최소 단위
• physical link : 송/수신자 사이에 있는 물리적 통로
• guided media : 유선 physical link
• unguided medis : 무선 physical link

 

그럼 이제 유선의 종류부터 알아보자.

1. TP(Twisted Pair) : 대표적으로 UTP 케이블이 이에 해당하는데 보통 집에 인터넷을 연결할 때 사용하는 LAN선을 생각하면 된다. 그 안을 보면 실제로는 2개의 구리선이 꼬여져 있는 걸 볼 수 있을 것이다. (+ 카테고리 5,6 등이 있는데 카테고리 높을수록 전송속도 빠름)
2. Coaxial cable : 동축 케이블로, 양방향 전송이 가능하다는 특징이 있다. 옛날에 케이블 TV를 이용하던 시절에 사용했다.
3. Fiber optic cable : 해저 케이블이 해당하는데, 당연히 가장 고대역폭이어야 된다는 것을 생각할 수 있다. 설치 비용이 너무 비싸다..

 

다음으로는 무선의 종류를 알아보자.

 Wireless Radio가 있는데, 여러 bands(대역)을 통해 신호가 전달된다. 무선이기 때문에 실제 wire는 존재하지 않고, half-duplex(양방향 통신 가능 but, 동시 양방향은 X)의 특징이 있다. 무선이기 때문에 여러 방해 요소가 존재하긴 한다. 이 Wireless Radio의 종류는 다음과 같다.

1. WiFi(Wireless LAN) 
2. Wide-Area(4G/5G)
3. Bluetooth
4. Terrestrial Microwave(지상파)
5. Statellite(인공위성) - delay 존재